resumo equilíbrio químico - ácido base

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química das transformações – aula 12 
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→ Ácidos fracos 
- os ácidos fracos são parcialmente ionizados 
em solução; 
- existe uma mistura de íons e ácido não-
ionizado em solução; 
 
ÁCIDO FORTE – moléculas de HA 
completamente dissociadas 
ÁCIDO FRACO – moléculas de HA 
parcialmente dissociadas 
 
- consequentemente, os ácidos fracos estão 
em equilíbrio: 
 
𝐻𝐴 (𝑎𝑞) + 𝐻2𝑂(𝑙) ↔ 𝐻3𝑂
+(𝑎𝑞) + 𝐴−(𝑎𝑞) 
𝐾𝑎 = 
[𝐻3𝑂
+][𝐴−]
[𝐻𝐴]
 
𝐻𝐴 (𝑎𝑞) ↔ 𝐻+(𝑎𝑞) + 𝐴− (𝑎𝑞) 
𝐾𝑎 = 
[𝐻+][𝐴−]
[𝐻𝐴]
 
 
- 𝐾𝑎 é a constante de dissociação de ácido 
- Quanto maior o 𝐾𝑎, mais forte é o ácido 
(neste caso, mais íons [𝐻+] estão presentes no 
equilíbrio em relação às moléculas não-
ionizadas). 
- Se 𝐾𝑎 ≫ 1, o ácido está completamente 
ionizado e o ácido é um ácido forte 
𝐾𝑎 = 
[𝐻+][𝐴−]
[𝐻𝐴]
 
 
→ Cálculo de Ka a partir do pH 
 
*um estudante preparou uma solução de M 
de ácido fórmico (HCOOH) e descobriu que 
seu pH é 2,38 a 25°C. Calcule o valor de Ka 
do ácido fórmico, nessa temperatura. 
 
𝐻𝐶𝑂𝑂𝐻 (𝑎𝑞) ↔ 𝐻+(𝑎𝑞) + 𝐻𝐶𝑂𝑂−(𝑎𝑞) 
A expressão da constante de equilíbrio 
constante é: 
𝐾𝑎 =
[𝐻+][𝐻𝐶𝑂𝑂−]
[𝐻𝐶𝑂𝑂𝑂𝐻]
 
Com base no pH medido, podemos calcular 
[𝐻+]: 
𝑝𝐻 = −𝑙𝑜𝑔[𝐻+] = 2,38 
𝑙𝑜𝑔[𝐻+] = −2,38 
[𝐻+] = 10−2,38 = 4,2 ∗ 10−3𝑀 
C. inicial 0,10 0 0 
Variação 
concentração 
-4,2 ∗ 10−3 +4,2 ∗ 10−3 +4,2 ∗ 10−3 
Conc. no 
equilíbrio 
0,10 − 4,2 ∗ 10−3 4,2 ∗ 10−3 4,2 ∗ 10−3 
*quando o valor da concentração no equilíbrio for menos que 5% do 
valor que ele for subtraído, usar aproximado* 
*como 0,10-0,0042 é aproximadamente 0,10, 
vamos colocar 0,10 no cálculo de Ka 
𝐾𝑎 =
(4,2 ∗ 10−3)(4,2 ∗ 10−3)
0,10
= 1,8 ∗ 10−4 
*qual a porcentagem de ionização desse 
ácido? * 
 
→ Porcentagem de ionização 
 
Ou seja, tantos % do HÁ colocado está como 
𝐻+ 
% 𝑖𝑜𝑛𝑖𝑧𝑎çã𝑜 = 
𝑐𝑜𝑛𝑐. 𝐻𝐴 𝑖𝑜𝑛𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜
𝑐𝑜𝑛𝑐. 𝑜𝑟𝑖𝑔𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝐻𝐴
∗ 100% 
Quanto mais forte o ácido, maior será o 
percentual de ionização. 
 
% 𝑖𝑜𝑛𝑖𝑧𝑎çã𝑜 = 
4,2 ∗ 10−3
0,10 
∗ 100% = 4,2 
 
Obs.: o percentual de ionização diminui à 
medida que a concentração de um ácido 
aumenta! 
 
→ Ácidos polipróticos 
 
- os ácidos prolipróticos têm mais de um 
próton ionizável; 
- os prótons são removidos em etapas, não de 
uma só vez: 
𝐻2𝑆𝑂3(𝑎𝑞) ↔ 𝐻
+(𝑎𝑞) + 𝐻𝑆𝑂3
−(𝑎𝑞) 𝐾𝑎 = 1,7 ∗ 10−2 
𝐻𝑆𝑂3
−(𝑎𝑞) ↔ 𝐻+(𝑎𝑞) + 𝑆𝑂3
2−(𝑎𝑞) 𝐾𝑎 = 6,4 ∗ 10−8 
- é sempre mais fácil remover o primeiro 
próton em um ácido poliprótico do que o 
segundo. 
- consequentemente, Ka1>Ka2>Ka3... 
 
- além do Ka, podemos fazer uso do -logKa, 
que chamaremos de pKa, a fim de analisar 
“mais facilmente” valores bem pequenos. 
 
𝑝𝐾𝑎 = −𝑙𝑜𝑔𝐾𝑎 
 
*Ka grande = pKa pequeno = ácido forte 
*Ka pequeno = pKa grande = ácido fraco 
 
→ Bases fracas 
 
- as bases fracas removem prótons da água, 
segundo o equilíbrio mostrado abaixo 
- existe um equilíbrio entre a base e os íons 
resultantes: 
𝑁𝐻3(𝑎𝑞) + 𝐻2𝑂(𝑙) ↔ 𝑁𝐻4
+(𝑎𝑞) + 𝑂𝐻−(𝑎𝑞) 
- A constante de dissociação da base, Kb, é 
definida como: 
𝐾𝑏 =
[𝑁𝐻4
+][𝑂𝐻−]
[𝑁𝐻3]
 
*as bases contêm pares eletrônicos solitários 
*as bases podem ser neutras ou carregadas 
negativamente 
*quanto maior o Kb mais forte é a base 
 
→ Usando Kb para calcular a 
concentração de 𝑂𝐻− 
*Calcule a concentração de 𝑂𝐻− em uma 
solução de 𝑁𝐻3 0,15 𝑀 
 
𝑁𝐻3(𝑎𝑞) + 𝐻2𝑂(𝑙) ↔ 𝑁𝐻4
+(𝑎𝑞) + 𝑂𝐻−(𝑎𝑞) 
 
𝐾𝑏 =
[𝑁𝐻4
+][𝑂𝐻−]
[𝑁𝐻3]
= 1,8 ∗ 10−5 
 
𝑀 0,15 - 0 0 
∆𝑀 −𝑥 - +𝑥 +𝑥 
𝑀𝑒𝑞 (0,15 − 𝑥) - 𝑥 𝑐 
 
𝐾𝑏 =
(𝑥)(𝑥)
0,15 − 𝑥
= 1,8 ∗ 10−5 
𝑥2
0,15
= 1,8 ∗ 10−5 
𝑥 = 1,6 ∗ 10−3𝑀 
- A partir desse valor você pode calcular o 
pOH 
- 𝑝𝑂𝐻 = − log[𝑂𝐻−] = 2,80 
- sabendo que 𝑝𝐻 + 𝑝𝑂𝐻 = 14, o pH dessa 
solução seria 11,20 que é maior que 7 e 
coerente com uma solução que contém 
base! 
 
- além do Kb, podemos fazer uso do -logKb, 
que chamaremos de pKa, a fim de analisar 
“mais facilmente” valores bem pequenos 
 
𝑝𝐾𝑏 = − log 𝐾𝑏 
*Kb grande = pKb pequeno = base forte 
*Kb pequeno = pKb grande = base fraca 
 
→ Relação entre Ka e Kb 
 
- de modo qualitativo, afirmamos que quanto 
mais forte for um ácido, mais fraca será a sua 
base conjugada. 
- Mas será que conseguimos quantificar a 
relação entre a força do ácido e a base 
conjugada? 
- para um par ácido-base conjugado: 
𝐾𝑤 = 𝐾𝑎 ∗ 𝐾𝑏 
- O produto da constante de dissociação de 
um ácido pela constante de basicidade de 
sua base conjugada é igual a constante do 
produto iônico da água 
- Consequentemente, quanto maior o Ka, 
menor o Kb. Isto é, quanto mais forte o ácido, 
mais fraca a base conjugada. 
 
LEMBRETE: essa importante relação aplica-se 
somente a pares conjugados ácido-base 
 
*A partir dessa relação pode calcular o Kb de 
qualquer base fraca se conhecermos o Ka do 
seu ácido e vice versa 
*𝐾𝑤 = 𝐾𝑎 ∗ 𝐾𝑏 
− log 𝐾𝑤 = (− log 𝐾𝑎) + (− log 𝐾𝑏) 
𝑝𝐾𝑤 = 𝑝𝐾𝑎 + 𝑝𝐾𝑏 
𝑎 25°𝐶 𝑝𝐾𝑎 + 𝑝𝐾𝑏 = 14 
 
→ Propriedades ácido-base de 
soluções de sais 
- qual será o pH de soluções aquosas que tem 
sais dissolvidos em água; 
- a maior parte dos sais dissolve em água e 
encontram totalmente dissociados, ou seja, 
existem inteiramente como íons em soluções; 
- dessa forma, as propriedades ácido-base de 
sais são uma consequência da reação de 
seus íons (cátions e ânions) em solução; 
- a reação na qual os íons produzem 
𝐻+ 𝑜𝑢 𝑂𝐻− em água é chamada hidrólise. 
 
• Habilidade do ânion para reagir 
com água 
- se os ânions presentes, 𝐻−, forem 
considerados bases conjugadas de ácidos 
fortes, ele não reage com água e não altera 
o pH; 
- se os ânions presentes, 𝑋−, forem 
considerados bases conjugadas de um ácido 
fraco, então ele reage como apresentado na 
equação acima e produz [𝑂𝐻−] e aumenta o 
pH. 
𝑋−(𝑎𝑞) + 𝐻2𝑂(𝑙) ↔ 𝐻𝑋(𝑎𝑞) + 𝑂𝐻
−(𝑎𝑞) 
- o pH da solução contendo um ânion 
proveniente de ácido fraco pode ser 
calculado usando o equilíbrio! 
 
• Habilidade do cátion par reagir com 
água 
- se os cátions formados fazem parte do 
grupo 1ª, ou é um dos membros mais pesados 
do grupo 2ª não reagem com água e não 
alteram o pH; 
- se cátion, tiver um H e vem de uma base 
fraca, por exemplo, 𝑁𝐻4
+ então ele reage 
como apresentado na equação abaixo e 
produz [𝐻+] e diminui o pH: 
𝑁𝐻4
+(𝑎𝑞) + 𝐻2𝑂(𝑙) ↔ 𝑁𝐻3(𝑎𝑞) + 𝐻3𝑂
+(𝑎𝑞) 
- alguns íons metálicos reagem em solução 
para reduzir o pH. 
 
→ Efeito do ânion em solução 
 
- um ânion proveniente de um ácido forte 
não tem propriedades ácido-base e não 
altera o pH 
- um ânion que é a base conjugada de um 
ácido fraco provocará um aumento no pH. 
 
→ Efeito combinado de cátion e ânion 
em solução 
 
- cátions que faz parte do grupo 1A, ou é um 
dos membros mais pesados do grupo 2A não 
reagem com água e não alteram o pH. 
- Um cátion que é o ácido conjugado de uma base fraca provocará uma diminuição no pH da 
solução. 
- íons metálicos provocarão uma diminuição no pH. 
- quando uma solução contém cátions e ânions de ácidos e bases fracas, use Ka e Kb para 
determinar o pH final da solução.